(57)【要約】      （修正有）【課題】光干渉型センサにおいて発生するロックイン現象を簡単な構成で回避することができ、低コストで構成することができるようにする。【解決手段】光源１２と、光源１２の温度及び光源１２への供給電流の制御を行う光源制御回路１４と、光分配器１８と、光ファイバコイル１６と、位相変調器２０と、受光器２２と、信号処理回路２４と、位相変調制御回路２６と、電源２８と、を備え、電源２８は、光源制御回路１４の少なくとも一部の回路と位相変調制御回路２６の少なくとも一部の回路の両方へと電力を共通に供給するべく定電圧または定電流を生成するものであり、該電源２８と光源制御回路１４の少なくとも一部の回路との間、または該電源２８と位相変調制御回路２６の少なくとも一部の回路との間に、位相変調制御回路２６で発生するノイズを吸収するフィルタ３０が設けられる。【選択図】図１
2005300208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源の温度及び光源への供給電流の制御を行う光源制御回路と、光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配する光分配器と、第１の伝播光と第２の伝播光とを逆方向に伝播させて、入力に対してこれらの間に位相差を生じせしめる光ファイバコイルと、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号から入力値を演算する信号処理回路と、変調信号に基づき位相変調器を制御する位相変調制御回路と、光源制御回路の少なくとも一部の回路と位相変調制御回路の少なくとも一部の回路へ電力を供給する電源と、を備え、
前記電源は、前記光源制御回路の少なくとも一部の回路と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路の両方へと電力を共通に供給するべく定電圧または定電流を生成するものであり、該電源と前記光源制御回路の少なくとも一部の回路との間、または該電源と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路との間に、位相変調制御回路で発生するノイズを吸収するフィルタが設けられることを特徴とする光干渉型センサ。
【請求項２】
光源と、光源の温度及び光源への供給電流の制御を行う光源制御回路と、光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配する光分配器と、第１の伝播光と第２の伝播光とを逆方向に伝播させて、入力に対してこれらの間に位相差を生じせしめる光ファイバコイルと、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号から入力値を演算する信号処理回路と、変調信号に基づき位相変調器を制御する位相変調制御回路と、光源制御回路の少なくとも一部の回路と位相変調制御回路の少なくとも一部の回路へ電力を供給する電源と、を備え、
前記電源は、前記光源制御回路の少なくとも一部の回路と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路の両方へと電力を共通に供給するべく定電圧または定電流を生成するものであり、該電源と前記光源制御回路の少なくとも一部の回路との間及び該電源と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路との間の両方に位相変調制御回路で発生するノイズを吸収する別々のフィルタが設けられることを特徴とする光干渉型センサ。
【請求項３】
前記フィルタは、ＬＣフィルタまたはＲＣフィルタの低域フィルタであることを特徴とする請求項１または２記載の光干渉型センサ。
【請求項４】
前記フィルタは、３端子レギュレータであることを特徴とする請求項１または２記載の光干渉型センサ。
【請求項５】
光源と、光源の温度及び光源への供給電流の制御を行う光源制御回路と、光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配する光分配器と、第１の伝播光と第２の伝播光とを逆方向に伝播させて、入力に対してこれらの間に位相差を生じせしめる光ファイバコイルと、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号から入力値を演算する信号処理回路と、変調信号に基づき位相変調器を制御する位相変調制御回路と、光源制御回路の少なくとも一部の回路と位相変調制御回路の少なくとも一部の回路へ電力を供給する電源と、を備え、
前記電源は、前記光源制御回路の少なくとも一部の回路と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路の両方へと電力を共通に供給するべく定電圧または定電流を生成するスイッチング電源であり、該スイッチング電源の後段の平滑回路を、前記光源制御回路の少なくとも一部の回路に接続される光源制御回路用平滑回路と、該光源制御回路用平滑回路とは別の前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路に接続される位相変調制御回路用平滑回路と、から構成することを特徴とする光干渉型センサ。
【請求項６】
光源と、光源の温度及び光源への供給電流の制御を行う光源制御回路と、光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配する光分配器と、第１の伝播光と第２の伝播光とを逆方向に伝播させて、入力に対してこれらの間に位相差を生じせしめる光ファイバコイルと、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号から入力値を演算する信号処理回路と、変調信号に基づき位相変調器を制御する位相変調制御回路と、光源制御回路と位相変調制御回路へ電力を供給するべく定電圧または定電流を生成する電源と、を備え、
前記電源は、光源制御回路へと電力を供給する最後段の光源制御回路用電源回路と、該光源制御回路用電源回路とは別の位相変調制御回路へと電力を供給する最後段の位相変調制御回路用電源回路とを有することを特徴とする光干渉型センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉を利用して、運動体、例えば船舶、航空機、自動車等の角速度を検出する光ファイバジャイロ、または電流、距離等を検出する電流センサ、距離センサ等の光干渉型センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の光干渉型のセンサの一つとしての光ファイバジャイロとして、特許文献１（特開平４−３６９４２１号公報）や特許文献２（特表２０００−５１１２８３号公報）に記載されたものが知られている。
【０００３】
これらの光ファイバジャイロでは、光源と、光ファイバコイルと、この光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配し、両者を該光ファイバコイルにそれぞれ互いに逆方向に伝播させる光分配器と、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した第１の伝播光と第２の伝播光とを同一の導波路に導いた後これを検出する受光器と、受光器から出力される電気信号から変調信号を生成すると共に入力角速度を演算する信号処理回路と、信号処理回路からの変調信号に基づき電気信号に変換して位相変調器を制御する位相変調制御回路と、を備えている。
【０００４】
入力角速度があると光ファイバコイルを逆方向に伝播する第１の伝播光と第２の伝播光との間にサグナック効果による位相差が生じるため、この位相差を打ち消すように位相変調器を制御しており、そのために、受光器からの電気信号に基づき、信号処理回路が変調信号を生成し、位相変調制御回路がその変調信号に基づき、位相変調器を制御している。
【０００５】
従来のかかる光ファイバジャイロでは、微小な入力角速度において不感領域が発生するロックインという問題があり、これを防止するために、上記従来の特許文献１や特許文献２では、交番的に変動するディザ信号を、位相変調器を制御するための変調信号に印加している。
【０００６】
しかしながら、従来はディザ信号を発生させるためのディザ印加用回路及びそのための信号処理部を設けなければならず、装置の大型化、ひいては、コストアップを招来するという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２にも述べられているが、ディザ信号を印加しても完全にはロックインは回避できず、センサ出力にバイアス誤差をもたらすといった悪影響があるため、これを補償するためにさらに補償回路が必要となり、装置が複雑化し、更なるコストアップを招来するという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平４−３６９４２１号公報
【特許文献２】特表２０００−５１１２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みなされたもので、簡単な構成でロックイン現象を回避することができ、低コストで構成することができる光干渉型センサを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、ロックイン現象の発生する原因を究明した結果、位相変調制御回路によって発生するノイズが、電源を介して光源制御回路に回り込むことによって、入力が小さい微弱な信号の状況においてロックインを引き起こすことを発見し、その原因を除去することによりロックインを回避することができることに着目して、本発明に到達したものである。
【００１１】
即ち、請求項１記載の発明による光干渉型センサは、光源と、光源の温度及び光源への供給電流の制御を行う光源制御回路と、光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配する光分配器と、第１の伝播光と第２の伝播光とを逆方向に伝播させて、入力に対してこれらの間に位相差を生じせしめる光ファイバコイルと、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号から入力値を演算する信号処理回路と、変調信号に基づき位相変調器を制御する位相変調制御回路と、光源制御回路の少なくとも一部の回路と位相変調制御回路の少なくとも一部の回路へ電力を供給する電源と、を備え、
前記電源は、前記光源制御回路の少なくとも一部の回路と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路の両方へと電力を共通に供給するべく定電圧または定電流を生成するものであり、該電源と前記光源制御回路の少なくとも一部の回路との間、または該電源と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路との間に、位相変調制御回路で発生するノイズを吸収するフィルタが設けられることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明による光干渉型センサは、光源と、光源の温度及び光源への供給電流の制御を行う光源制御回路と、光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配する光分配器と、第１の伝播光と第２の伝播光とを逆方向に伝播させて、入力に対してこれらの間に位相差を生じせしめる光ファイバコイルと、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号から入力値を演算する信号処理回路と、変調信号に基づき位相変調器を制御する位相変調制御回路と、光源制御回路の少なくとも一部の回路と位相変調制御回路の少なくとも一部の回路へ電力を供給する電源と、を備え、
前記電源は、前記光源制御回路の少なくとも一部の回路と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路の両方へと電力を共通に供給するべく定電圧または定電流を生成するものであり、該電源と前記光源制御回路の少なくとも一部の回路との間及び該電源と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路との間の両方に位相変調制御回路で発生するノイズを吸収する別々のフィルタが設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、前記フィルタは、ＬＣフィルタまたはＲＣフィルタの低域フィルタであることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、前記フィルタは、３端子レギュレータであることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明による光干渉型センサは、光源と、光源の温度及び光源への供給電流の制御を行う光源制御回路と、光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配する光分配器と、第１の伝播光と第２の伝播光とを逆方向に伝播させて、入力に対してこれらの間に位相差を生じせしめる光ファイバコイルと、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号から入力値を演算する信号処理回路と、変調信号に基づき位相変調器を制御する位相変調制御回路と、光源制御回路の少なくとも一部の回路と位相変調制御回路の少なくとも一部の回路へ電力を供給する電源と、を備え、
前記電源は、前記光源制御回路の少なくとも一部の回路と前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路の両方へと電力を共通に供給するべく定電圧または定電流を生成するスイッチング電源であり、該スイッチング電源の後段の平滑回路を、前記光源制御回路の少なくとも一部の回路に接続される光源制御回路用平滑回路と、該光源制御回路用平滑回路とは別の前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路に接続される位相変調制御回路用平滑回路と、から構成することを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明による光干渉型センサは、光源と、光源の温度及び光源への供給電流の制御を行う光源制御回路と、光源からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配する光分配器と、第１の伝播光と第２の伝播光とを逆方向に伝播させて、入力に対してこれらの間に位相差を生じせしめる光ファイバコイルと、この第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせる位相変調器と、前記光ファイバコイルを伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換する受光器と、受光器から出力される電気信号から入力値を演算する信号処理回路と、変調信号に基づき位相変調器を制御する位相変調制御回路と、光源制御回路と位相変調制御回路へ電力を供給するべく定電圧または定電流を生成する電源と、を備え、
前記電源は、光源制御回路へと電力を供給する最後段の光源制御回路用電源回路と、該光源制御回路用電源回路とは別の位相変調制御回路へと電力を供給する最後段の位相変調制御回路用電源回路とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、電源と光源制御回路の少なくとも一部の回路との間または電源と位相変調制御回路の少なくとも一部の回路との間に設けられたフィルタが、位相変調制御回路で発生するノイズを吸収するので、位相変調制御回路における電圧変動を起因とする電源の変動が、光源制御回路に伝わらないようにすることができる。これによって、ロックインの発生を防止することができる。フィルタを新たに設けるだけでよいので、低コストで実現することができる。
【００１８】
また、光源制御回路の少なくとも一部の回路と、位相変調制御回路の少なくとも一部の回路の電源を共通にすることができるので、装置を小型化し、かつ低コストで構成することができる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、電源と光源制御回路の少なくとも一部の回路との間及び電源と位相変調制御回路の少なくとも一部の回路との間の両方に別々に設けられたフィルタが、位相変調制御回路で発生するノイズを吸収するので、位相変調制御回路における電圧変動を起因とする電源の変動が、光源制御回路に伝わらないようにすることができ、これによって、ロックインの発生を防止することができる。フィルタを新たに設けるだけでよいので、低コストで実現することができる。
【００２０】
また、光源制御回路の少なくとも一部の回路と、位相変調制御回路の少なくとも一部の回路の電源を共通にすることができるので、装置を小型化し、かつ低コストで構成することができる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、コイル、抵抗、コンデンサ等の受動部品でフィルタを構成しているために、装置を小型化し、かつ低コストで構成することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、３端子レギュレータを新たに設けるだけでよいので、低コストで実現することができる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、スイッチング電源の後段の平滑回路を、光源制御回路の少なくとも一部の回路へと接続される光源制御回路用平滑回路と、前記位相変調制御回路の少なくとも一部の回路へと接続される位相変調制御回路用平滑回路とから構成して、分離したことにより、位相変調制御回路における電圧変動を起因とする電源の変動が、光源制御回路に伝わらないようにすることができ、これによって、ロックインの発生を防止することができる。
【００２４】
共通のスイッチング電源を使用することができるので、部品点数を削減でき、装置を小型化し、かつ低コストで構成することができる。
【００２５】
請求項６記載の発明によれば、光源制御回路へと電力を供給する最後段の光源制御回路用電源回路と、位相変調制御回路へと電力を供給する最後段の位相変調制御回路用電源回路とを別回路としたために、位相変調制御回路における電圧変動を起因とする電源の変動が、光源制御回路に伝わらないようにすることができ、これによって、ロックインの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の光干渉型センサの一例であるファイバジャイロの第１実施形態を表すブロック図である。
【００２８】
図において、光ファイバジャイロ１０は、光源１２と、光源制御回路１４と、光ファイバコイル１６と、光分配器１８と、位相変調器２０と、受光器２２と、信号処理回路２４と、位相変調制御回路２６と、電源２８と、フィルタ３０とを備えている。
【００２９】
光源１２は、図２に示すように、ＳＬＤ（スーパールミネッセンスダイオード）等からなる発光素子６３と、発光素子６３の温度を検知するサーミスタ等からなる温度センサ６０と、発熱または吸熱を行って発光素子６３の温度を一定に制御するペルチエ素子６２と、を有している。
【００３０】
光源制御回路１４は、光源１２の温度、供給電流の制御を行って光源１２から出射される光の波長を一定になるように制御を行うものであり、図２に示すように、温度センサ６０で検出される温度に応じてペルチエ素子６２に流す電流を変化させる温度制御回路６４と、発光素子６３へ定電流を供給する定電流出力回路６６とを有しており、温度制御回路６４と定電流出力回路６６は、同一または近接した基板上に配置され、これらの回路には電源２８からの電力が供給される。
【００３１】
光分配器１８は、光源１２からの光を第１の伝播光と第２の伝播光に分配し、両者を光ファイバコイル１６にそれぞれ互いに逆方向に伝播させるものであり、光源１２からの光を偏光する偏光子３２と、偏光子３２からの光を右回り光と左回り光に分割して光ファイバコイル１６の両端に入射させると共に光ファイバコイル１６からの出射した光を合成して同一の導波路に導くカプラ３４と、偏光子３２を経た光を受光器２２へと導くカプラ３６とを、備えている。
【００３２】
位相変調器２０は、光ファイバコイル１６を伝播する第１の伝播光と第２の伝播光とに位相偏移を生じさせるものであり、位相変調制御回路２６からの電気信号により偏移させる位相を変化させる。
【００３３】
受光器２２は、前記光ファイバコイル１６を伝播した後の第１の伝播光と第２の伝播光の干渉光を検出して電気信号に変換するものである。
【００３４】
信号処理回路２４は、受光器２２から出力される電気信号から入力角速度を演算すると共に変調信号を生成するものであり、その詳細ブロック図を図３に示す。信号処理回路２４は、電流−電圧変換器４０と、増幅器４２と、Ａ／Ｄ変換器４４と、ディジタル信号処理回路４６と、Ｄ／Ａ変換器４８とを備えている。さらにディジタル信号処理回路４６は、復調器５０、積分器５２、積分器５４、位相バイアス変調信号発生器５６、加算器５８及びリセット回路５９を備えている。積分器５２から、検出された入力角信号に対応するセンサ信号が出力される。
【００３５】
位相変調制御回路２６は、信号処理回路２４からの変調信号に基づき電気信号に変換して位相変調器２０を制御するもので、位相変調器２０を駆動するドライバ回路から構成される。
【００３６】
また、電源２８は、交流または直流電圧から位相変調制御回路２６及び光源制御回路１４において夫々必要な定電圧（または定電流）を生成するものであり、スイッチング電源等で構成される。
【００３７】
フィルタ３０は、電源２８と光源制御回路１４との間に設けられており、低域フィルタで構成される。具体的には、図４（ａ）に示すコイルＬ及びコンデンサＣで構成されるＬＣフィルタや図４（ｂ）に示す抵抗Ｒ及びコンデンサＣで構成されるＲＣフィルタのような、受動素子で構成されたフィルタとすることができる。
【００３８】
以上のように構成される光ファイバジャイロ１０について、まずその測定及び位相変調の原理について説明する。
【００３９】
周知のように入力角速度Ωがあると、サグナック効果により、光ファイバコイル１６を右回りと左回りに伝播する伝播光の間では位相差φsが発生し、これらの間には以下の関係式が成り立つ。
【００４０】
【数１】
2005300208.tif 000003
【００４１】
ここで、Ｄは光ファイバコイル１６の直径、Ｌは光ファイバコイル１６の光ファイバ長、λは光源１２から出る光の波長、ｃは光速を表す。
右回りの光ＣＷと左回りの光ＣＣＷの電界は、
【００４２】
【数２】
2005300208.tif 000004
となり、干渉光の強度Ｉout（ｔ）は、
【００４３】
【数３】
2005300208.tif 000005
となり、（１）、（２）式を代入すると、
【００４４】
【数４】
2005300208.tif 000006
となる。但し、Ｅ02＝Ｅ12＝Ｅ22＝Ｐ0／４である。（３）式をグラフに表すと、図５に示すようになり、位相差が０のとき、即ち、入力角速度が０のときに、最大強度Ｐ0となり、サグナック効果による位相差φsが発生することによって、その分に応じた強度Ｉoutとなる。
【００４５】
通常、この入力角速度が０付近における検出感度を上げるために、閉ループまたは開ループによる制御が行われ、位相変調器２０にてバイアス変調が行われる。具体的には、図６（ａ）に示すように位相バイアス変調信号発生器５６から発生される２τ＝２Ｌ／ｃの周期を持つバイアス変調信号によって、図６（ｂ）に示す±π／２の変調位相差を与えるように位相変調器２０を駆動すると、動作点が移動し、その出力は図６（ｄ）に示すようにほぼＰ0／２の一定値となる。サグナック効果による位相差φsが発生すると、図７に示すようにさらに動作点が変化して、特に入力角速度が０付近の変化が顕著に現れることとなる。
【００４６】
さらに、ダイナミックレンジの拡大を図るために、図７のサグナック効果による位相差φsを打ち消すような位相差を右回り光と左回り光に与える変調が行われる。そのために、図８（ａ）に示す積分器５４から発生されるセロダイン信号によって、図８（ｂ）に示すφsに相当する位相差を与えるように位相変調器２０を駆動し、図６（ｄ）の出力が得られるように、閉ループ制御を行っている。
【００４７】
具体的には、受光器２２からの検出信号は、増幅器４２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４でＡ／Ｄ変換された後、復調器５０で復調される。復調器５０で復調された出力は積分器５２で積分されるが、入力角速度が０であると、積分器５２の出力は０となり、それがセンサ出力となると共に積分器５４の出力は一定に維持される。
【００４８】
これに対して、入力角速度があると、サグナック効果により位相差φsが発生して、図７（ｄ）に示すように、出力が変化するので、積分器５２の出力は０からずれ、積分器５４の出力は増加していく。積分器５４の出力は、リセット回路５９により位相２πに相当する値でリセットされるセロダイン信号となる。
【００４９】
上記バイアス変調信号とセロダイン信号とは加算器５８で加算された後、Ｄ／Ａ変換器４８でＤ／Ａ変換され、ドライバ回路からなる位相変調制御回路２６へと加えられ、ドライバ回路は、そのアナログ値に相当する電圧で位相変調器２０を駆動する。
【００５０】
ところで、以上の光ファイバジャイロ１０において、図９に示すように入力角速度が０の近傍では、センサ出力が一定値となり変化しなくなってしまうロックイン現象が発生することが知られているが、本発明者らは、その原因として位相変調制御回路２６に着目した。位相変調制御回路２６で扱う例えばセロダイン電圧は位相２πに相当する電圧で急激に変化するために、その変動が電源２８に影響を及ぼして、その影響が共通の電源を通じて光源制御回路１４に及び、その結果、微少入力時における不感領域が発生してしまうと考えられる。
【００５１】
このような影響を防止するために、電源２８と光源制御回路１４との間にフィルタ３０を設けている。位相変調制御回路２６の変動により発生するノイズが電源２８へと伝達したとしても、フィルタ３０がそのノイズを吸収するために、光源制御回路１４へとノイズが伝達することを防ぐことができる。これによって、ロックインが発生する可能性のある入力角速度が小さく、よってフィードバック信号が小さい状態においても、光源制御回路１４がノイズの影響を受けず、これによって、ロックインの発生を防止することができる。フィルタ３０を設けるだけでよく、且つフィルタ３０は受動素子からなるので、従来のディザ印加用回路などを設けることに比較して、格段に簡単な構成で装置を小型化することができ、低コストで実現することができる。
【００５２】
電源２８は、光源制御回路１４と位相変調制御回路２６との共通の電源となっているために、全体の装置を小型化し、且つ低コストで構成することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態を表す要部ブロック図である。他の部分は、図１と同様であるので、その説明を省略する。
【００５４】
この実施形態では、フィルタ３０として３端子レギュレータＲを用いている。これによっても、３端子レギュレータＲによるフィルタリング効果によって、光源制御回路１４と位相変調制御回路２６とを分離することができ、位相変調制御回路２６の変動により発生するノイズを遮断して、光源制御回路１４へとノイズが伝達することを防ぐことができ、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００５５】
３端子レギュレータＲを設けるだけでよいので、低コストで実現することができる。
【００５６】
以上の第１実施形態及び第２実施形態では、フィルタ３０を電源２８と光源制御回路１４との間に設けていたが、これに限るものではなく、図１１（ａ）に示すように、電源２８と位相変調制御回路２６との間に設けることも可能である。または、図１１（ｂ）に示すように、電源２８と光源制御回路１４との間、及び電源２８と位相変調制御回路２６の間の両方にそれぞれ別々のフィルタ３０を設けることも可能である。この場合でも、第１実施形態と同様に、位相変調制御回路２６の変動により発生するノイズを吸収して、光源制御回路１４へと伝わらないようにすることができる。こうして、ロックインを回避することができるようになる。
【００５７】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態を表す要部ブロック図である。他の部分は、図１と同様であるので、その説明を省略する。
【００５８】
この実施形態では、電源２８がスイッチング電源であり、スイッチング素子を含むスイッチング回路部７０と、最後段にある平滑回路とからなる。通常のスイッチング電源においては最終段にある平滑回路は１つであるが、この実施形態の平滑回路は、光源制御回路１４に接続される平滑回路７２と、位相変調制御回路２６に接続される平滑回路７４と、から構成される。このように、光源制御回路用平滑回路７２と、位相変調制御回路用平滑回路７４とをそれぞれ設けることにより、光源制御回路１４と位相変調制御回路２６とを分離することができて、位相変調制御回路２６に発生する変動によるノイズを光源制御回路１４に伝わらないようにすることができる。こうして、ロックインを回避することができるようになる。
【００５９】
電源２８は、スイッチング回路部７０が共通の部品となっているために、部品点数を削減でき、全体の装置を小型化し、且つ低コストで構成することができる。
【００６０】
（第４実施形態）
図１３は、本発明の第４実施形態を表す全体ブロック図である。
【００６１】
この実施形態では、電源２８が、光源制御回路１４と位相変調制御回路２６とで共通の電源回路とならないように、即ち、光源制御回路１４と位相変調制御回路２６にそれぞれ電力を供給するための少なくとも最後段にあり、光源制御回路１４及び位相変調制御回路２６を動作させるために必要な定電圧または定電流を生成する電源回路を分離し、電源２８を光源制御回路用電源回路８０と位相変調制御回路用電源回路８２とから構成している。各電源回路８０、８２は、スイッチング電源回路等で構成される。
【００６２】
このように、光源制御回路用電源回路８０と、位相変調制御回路用電源回路８２とをそれぞれ設けることにより、光源制御回路１４と位相変調制御回路２６とを分離することができて、位相変調制御回路２６に発生する変動によるノイズを電源２８を介して光源制御回路１４に伝わらないようにすることができる。こうして、ロックインを回避することができるようになる。
【００６３】
尚、以上の実施形態に限らず、本特許請求の範囲で種々の変形が可能であり、その変形例の一部を列挙する。
・  光源制御回路１４の一部の回路及び／または位相変調制御回路２６の一部の回路に対して、第１または第２実施形態のフィルタを設けるか、または、第３実施形態のスイッチング電源の平滑回路を別の回路とするか、とし、残りの回路については、別の電源回路から電力を供給するようにしてもよい。これによっても、位相変調制御回路２６に発生する変動によるノイズを電源２８を介して光源制御回路１４に伝わらないようにすることができる。
・  以上の実施形態は、角速度を検出する光ファイバジャイロを光干渉型センサの一例として説明したが、これに限るものではなく、同様の光干渉を利用して、検出する対象が異なる任意のセンサ、例えば電流センサ、距離センサ、応力センサ等に適用することができる。
【実施例】
【００６４】
位相変調制御回路と光源制御回路の電源接続に関して、これらを分離することによる本発明の効果を示すための実験とその実験結果を図１４に示す。図１４（ａ）は比較例としての電源を位相変調制御回路と光源制御回路に対して単に共通に使用した場合の実測結果を表すグラフであり、図１４（ｂ）は本発明によるフィルタを介した図１に示す構成とした場合の実測結果を表すグラフである。図において、横軸が入力角速度、縦軸がセンサ出力である。
【００６５】
図１４（ａ）では、入力角速度が０付近において、不感領域、即ちロックインが発生していることが分かるが、図１４（ｂ）では、ロックインは発生せずに、ほぼ入力角速度とセンサ出力とが比例の関係となることがわかる。このように、位相変調制御回路によって発生するノイズが、電源を介して光源制御回路に回り込むことによって、入力が小さい微弱な信号の状況においてロックインを引き起こすことがわかり、その回り込みを防ぐことがロックイン防止に効果的であることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の光干渉型センサの一例である光ファイバジャイロの第１実施形態を表すブロック図である。
【図２】光源制御回路の詳細ブロック図である。
【図３】信号処理回路の詳細ブロック図である。
【図４】フィルタの具体的構成例である。
【図５】干渉光の強度と位相差との関係を表すグラフである。
【図６】位相差が０のときの位相バイアス変調と干渉光の強度との関係を表すグラフである。
【図７】位相差φsがあるとき位相バイアス変調と干渉光の強度との関係を表すグラフである。
【図８】セロダイン信号とそれによって発生する位相差を表すグラフである。
【図９】ロックイン現象が発生したときの入力角速度とセンサ出力との関係を表すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態を表す要部ブロック図である。
【図１１】第１実施形態及び第２実施形態の変形例を表す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態を表す要部ブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態を表す全体ブロック図である。
【図１４】（ａ）は比較例としての電源を位相変調制御回路と光源制御回路とで単に共通にして使用した場合の実測結果である入力角速度とセンサ出力との関係を表すグラフであり、（ｂ）は本発明によるフィルタを介した図１に示す構成とした場合の実測結果である入力角速度とセンサ出力との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  光ファイバジャイロ（光干渉型センサ）
１２  光源
１４  光源制御回路
１６  光ファイバコイル
１８  光分配器
２０  位相変調器
２２  受光器
２４  信号処理回路
２６  位相変調制御回路
２８  電源
３０  フィルタ
７２  光源制御回路用平滑回路用平滑回路
７４  位相変調制御回路用平滑回路
８０  光源制御回路用電源回路
８２  位相変調制御回路用電源回路  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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